(57)【要約】【課題】ベ−ス抵抗を低減させ、且つ、エミッタ開口幅が安定したバイポ−ラトランジスタを提供する。【解決手段】ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７側面に、シリコン酸化膜19と、シリコン窒化膜１６のサイドウォ−ルを形成後、ウェットエッチによりシリコン酸化膜3、19を除去することで、ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７のひさしの底面及び側面の両方から、ｐ＋型多結晶ＳｉＧｅ膜により、真性ベ−スのｐ＋単結晶ＳｉＧｅ膜１４と接続することで、ベ−ス・コレクタ間容量を増加させること無く、ベ−ス抵抗を低減でき、且つ、側面のＰ＋型多結晶ＳｉＧｅ膜１５の成長前に、シリコン窒化膜１６のサイドウォ−ルを形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース電極用膜の側面に、前記ベース電極用膜の側面とベース・エミッタ分離絶縁膜とで形作られる隙間を形成し、前記隙間を埋めるように、ベース層を形成することを特徴とするバイポーラトランジスタの形成方法。
【請求項２】
前記隙間を、ベース電極用膜の側面に接する第１のサイドウォールを形成し、前記第１のサイドウォールに接し、前記第１のサイドウォールとは異なる材料からなる第２のサイドウォールを形成し、前記第１のサイドウォールを選択的にエッチング除去することにより形成することを特徴とする請求項１に記載のバイポーラトランジスタの形成方法。
【請求項３】
前記第１のサイドウォールはシリコン酸化膜で形成し、前記第２のサイドウォールはシリコン窒化膜で形成することを特徴とする請求項２記載のバイポーラトランジスタの形成方法。
【請求項４】
前記ベース電極用膜がシリコン膜であることを特徴とする請求項１乃至３に記載のバイポーラトランジスタの形成方法。
【請求項５】
前記ベースの半導体膜がＳｉＧｅ膜であることを特徴とする請求項１乃至４記載のバイポーラトランジスタの形成方法。
【請求項６】
ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜側面に、シリコン酸化膜と、シリコン窒化膜のサイドウォ−ルを形成後、ウェットエッチにより、前記シリコン酸化膜を除去し、真性ベ−スのｐ＋単結晶ＳｉＧｅ膜を成膜したことを特徴とするバイポーラトランジスタの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイポ−ラトランジスタおよびその製造方法に関し、ベ−スにＳｉＧｅエピタキシャル成長技術を用いたバイポ−ラトランジスタおよび製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイポ−ラトランジスタの高周波特性及び、雑音特性を向上させるには、ベ−ス層の薄膜化、及びベ−ス抵抗を低減することが重要な要素の一つとなっている。
【０００３】
この目的のために、従来のイオン注入技術では、前述した特性はトレ−ドオフの関係にあったが、これらを両立させる為、近年、ベ−スにＳｉＧｅエピタキシャル成長技術が用いられている。
【０００４】
まず、第１の従来技術のバイポ−ラトランジスタとして、バイポ−ラトランジスタのベ−スにＳｉＧｅエピタキシャル成長技術を用いたバイポ−ラトランジスタが、特許文献１に記載されている。
【０００５】
この第1の従来技術を図４を参照して説明する。第１の従来技術のバイポ−ラトランジスタは、ｐ-型シリコン基板1の表面にｎ+型埋込層２１とｐ-型埋込層２２とが形成される。更に、第１の従来技術のバイポ−ラトランジスタの表面には、第一の半導体領域としてのｎ-型エピタキシャル層３が形成されている。
【０００６】
このエピタキシャル層は、バイポ−ラトランジスタのコレクタを形成する。エピタキシャル層３は、通常のロコス酸化技術によって、形成された選択酸化膜２３により、区画されている。また、選択酸化膜２３は、埋込層２１、２２に到達している。エピタキシャル層３のうち、トランジスタのコレクタ領域として用いない領域のエピタキシャル層は、高濃度に不純物を添加して、ｎ+型コレクタ引出し領域４となっている。
【０００７】
エピタキシャル層3及びコレクタ引出し領域４の表面には、層間絶縁膜としてシリコン酸化膜６が形成されている。シリコン酸化膜６上の一部には、ｐ++型ベ−ス電極用多結晶型シリコン膜７及びコレクタ引出し領域４に接するコレクタ電極多結晶シリコン膜２５が形成されている。
【０００８】
これらの多結晶シリコン膜７、２５は、シリコン窒化膜９で覆われている。また、第１の従来技術のバイポ−ラトランジスタは、ベ−ス電極用多結晶シリコン膜７、シリコン酸化膜６およびｎ-型エピタキシャル層３とで構成された、ひさし状領域を有している。
【０００９】
さらに、第１の従来技術のバイポ−ラトランジスタは、このひさし状領域に、第2の半導体領域として、ｐ+型単結晶ＳｉＧｅ合金膜１４及びｐ+型多結晶ＳｉＧｅ合金膜１５とを積層形成している。ｎ-型エピタキシャル層3及びｐ+型単結晶ＳｉＧｅ合金層１４の表面には、ｐ+型シリコン真性ベ−ス層２６が接している。
【００１０】
ｐ+型多結晶ＳｉＧｅ合金膜１５の表面には、第3の半導体領域としてのｐ+型多結晶シリコン膜２７が接している。シリコン窒化膜９に設けた開口には、側壁絶縁膜としてのシリコン酸化膜１７からなる側壁を有し、第4の半導体領域としてのエミッタ領域２０は、エミッタ電極用多結晶シリコン膜からのドライブインによって形成される。
【００１１】
また、第２の従来技術のバイポ−ラトランジスタが、特許文献２に開示されている。この第２の従来技術を図５参照して、主要な部分の工程のみ説明する。
【００１２】
第２の従来技術のバイポ−ラトランジスタでは、低濃度Ｎ型コレクタシリコン層２８をエピタキシャル成長し、フィ−ルド酸化膜を選択的に形成する。次に、第一、第二のコレクタ・ベ−ス分離絶縁膜２９、３０と、多結晶シリコンからなるベ−ス引出し電極３１とシリコン酸化膜の第一のエミッタ・ベ−ス分離絶縁膜を形成する。
【００１３】
次に、フォトレジストマスクとドライエッチ技術を用いて開口し、シリコン酸化膜の第二のエミッタ・ベ−ス分離絶縁膜を形成する。その後、等方性エッチングにより、第二のコレクタベ−ス分離絶縁膜３０と第一のコレクタ・ベ−ス絶縁膜２９を低濃度Ｎ型コレクタシリコン層２８が露出するまでエッチングする。
【００１４】
同時に、ベ−ス引出し電極３１の底面の露出と第二のエミッタ・ベ−ス絶縁膜もエッチングされ絶縁膜の位置が上方に移動する。次に、低濃度ｐ型単結晶シリコンゲルマニウムを成長させた後、第二のエミッタ・ベ−ス分離膜を除去し、ベ−ス引出し電極３１の側壁を露出させる。
【００１５】
次に、真性ベ−ス層のｐ型単結晶シリコン・ゲルマニウム１４及びつなぎベ−ス層のｐ型多結晶シリコン・ゲルマニウム１５を形成する。次につなぎベ−ス層を覆うように第３及び第４のエミッタ・ベ−ス分離絶縁膜３２，３３を側壁に形成し、エミッタ多結晶シリコン電極１３を形成する。
【００１６】
【特許文献１】特開平８―２６４５５５号公報（図４）
【特許文献２】特開２００１−３３８９３１号公報（図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、第１の従来技術のバイポ−ラトランジスタについては、真性ベ−スのｐ+型単結晶ＳｉＧｅ合金膜１１とベ−ス電極用多結晶シリコン膜7の接続が、ベ−ス電極用多結晶シリコン膜7のひさしの底面のみで接続する為、接続面積が限られ、ベ−ス抵抗が大きくなる問題がある。更に、この構造においてベ−ス抵抗低減を目的として、ひさしの長さを長くした場合は、ベ−ス・エミッタ間の寄生容量が増加する問題がある。
【００１８】
また、第２の従来技術のバイポ−ラトランジスでは、ベ−ス引出し電極９のひさしの底面及び側面にて接続されている。ベ−ス引出し電極９側壁に対し、Ｐ＋多結晶ＳｉＧｅ成長を行なう場合、ベ−ス引出し電極９が多結晶シリコンであることから、ＳｉＧｅ成長の制御が非常に困難であり、多結晶ＳｉＧｅの膜厚バラツキにより、エミッタ開口幅がばらつくという問題が発生する。
【００１９】
従って、本発明は、上記問題に鑑み、ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７側面に、シリコン酸化膜19と、シリコン窒化膜１６のサイドウォ−ルを形成後、ウェットエッチにより、シリコン酸化膜3、19を除去し、真性ベ−スのｐ＋単結晶ＳｉＧｅ膜１４とベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７を成膜したバイポ−ラトランジスタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
かかる課題を解決するため、本願発明のバイポ−ラトランジスタでは、ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７側面に、シリコン酸化膜19と、シリコン窒化膜１６のサイドウォ−ルを形成後、ウェットエッチにより、シリコン酸化膜3、19を除去し、真性ベ−スのｐ＋単結晶ＳｉＧｅ膜１４とベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７を成膜する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７側面に、シリコン酸化膜19と、シリコン窒化膜１６のサイドウォ−ルを形成後、ウェットエッチによりシリコン酸化膜3、19を除去することで、ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７のひさしの底面及び側面の両方から、ｐ＋型多結晶ＳｉＧｅ膜により、真性ベ−スのｐ＋単結晶ＳｉＧｅ膜１４と接続することで、ベ−ス・コレクタ間容量を増加させること無く、ベ−ス抵抗を低減でき、且つ、側面のＰ＋型多結晶ＳｉＧｅ膜１５の成長前に、シリコン窒化膜１６のサイドウォ−ルを形成している為、Ｐ＋型多結晶ＳｉＧｅ膜１５のバラツキを抑え、安定したエミッタ開口幅を形成すことが出来る。
【００２２】
よって、ベ−ス抵抗を低減させ、且つ、エミッタ開口幅が安定したバイポ−ラトランジスタを提供出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面により詳細に説明する。まず、本発明の第1の実施形態のバイポーラトランジスタについて、説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施例を示すバイポーラトランジスタの製造工程断面である。ここでは、主要部分のみを示した工程断面図（図２（ａ）〜図２（ｇ））に従い、本発明によるバイポ−ラトランジスタの製造方法を説明する。
【００２５】
まず、第1の実施形態のバイポーラトランジスタでは、ｐ型シリコン基板１にｎ＋型埋込み層２を形成後、その上にコレクタ用ｎ−型のエピタキシャル層３を形成する。その後、コレクタ・ベ−ス分離絶縁膜のシリコン酸化膜６及びベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７、ベ−ス・エミッタ分離絶縁膜のシリコン窒化膜９を堆積する。その後、リソグラフィ−技術、及びドライエッチ技術を用いてパタ−ンニング、及び開口する。
【００２６】
次に、熱酸化処理により、ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７の側壁に酸化膜を形成後、ベ−ス・エミッタ分離絶縁膜のシリコン窒化膜16のサイドウォ−ルを形成する。次にウェットエッチにより、シリコン酸化膜６，１９を除去し、ベース電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７の側壁とベース・エミッタ分離絶縁膜のシリコン窒化膜１６のサイドウォールとの間に隙間を形成する。
【００２７】
次に、選択エピタキシャル成長技術を用いて、ｎ型シリコン層上に一部に高濃度ボロンをド−プしたベ−ス層のｐ＋型単結晶ＳｉＧｅ膜１４を形成する。この時、ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７のひさしの底面、及び側面から多結晶ＳｉＧｅ層が前述の隙間を埋めるように成長し、これを介して、真性ベ−スのｐ＋型単結晶ＳｉＧｅ膜１４とｐ＋型多結晶ＳｉＧｅ膜１５が接続される。
【００２８】
次に、シリコン酸化膜１７からなるサイドウォ−ルとシリコン窒化膜１８からなるサイドウォ−ルを形成後、エミッタ電極用ｎ＋型多結晶シリコン層１３を形成し、パターンニングを行なう。次にシリコン酸化膜を形成後、熱処理を行ない、ベ−ス層の表面にｎ＋型エミッタ層２０を形成する。
【００２９】
その後、ベ−ス、エミッタ、コレクタのコンタクトとのコンタクトをとるための開口、及びメタライゼ−ション等を行うことにより、バイポ−ラトランジスタが得られる。
【００３０】
次に、本発明が、従来技術の問題点が解決される理由を説明する。本発明によれば、エミッタコンタクト開口後、ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７の側壁を熱酸化させ、更にその外側にシリコン窒化膜１６のサイドウォ−ルを形成する。ことにより、次のウエットエッチング工程において、ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７ひさしの底面及び側面が露出することで、Ｐ＋型多結晶ＳｉＧｅ層１５による両面からの接続が可能となる。
【００３１】
したがって、ベ−ス・コレクタの寄生容量を増加させること無く、ベ−ス層のｐ＋型単結晶ＳｉＧｅ膜１４とベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７の接触面積を増加させることができ、トランジスタの高性能化において重要なパラメ−タであるベ−ス抵抗を低減することが出来る。
【００３２】
更に、先のシリコン窒化膜１６のサイドウォ−ルにより、Ｐ＋型多結晶ＳｉＧｅ層１５の膜厚バラツキを抑えられることで、安定したエミッタコンタクト幅が得られる。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態のバイポ−ラトランジスタについて、説明する。
【００３４】
（実施形態２）
図３（ａ）乃至図３（ｆ）に、本発明の第２の実施形態のバイポ−ラトランジスタを示す。本発明の第２の実施形態のバイポ−ラトランジスタは、エミッタコンタクト開口後、シリコン酸化膜１９を堆積させ、ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７の側壁のみに酸化膜を残し、シリコン膜のサイドウォ−ルを形成する。更にシリコン窒化膜１６によるサイドウォ−ルを形成後、ウェットエッチにより、シリコン酸化膜６とシリコン酸化膜１９の一部を除去し、ベース電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７の側壁とベース・エミッタ分離絶縁膜のシリコン窒化膜１６によるサイドウォールとの間に隙間を形成する。以降の工程は、本発明の第１の実施形態のバイポ−ラトランジスタと同様である。
【００３５】
本発明の第２の実施形態のバイポ−ラトランジスタによれは、ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜７の側壁の酸化膜を低温で形成出来る為、各濃度プロファイルへの影響が少ない。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の活用例としては、高周波特性及び、雑音特性を向上させるバイポ−ラトランジスタの製造際に、特に、有効である。すなわち、ベ−ス層の薄膜化、及びベ−ス抵抗を低減することが可能となっている。、従来のイオン注入技術では、前述した特性はトレ−ドオフの関係にあったが、これらを両立させる為、近年、ベ−スにＳｉＧｅエピタキシャル成長技術が用いられているバイポ−ラトランジスタの製造で活用される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるバイポ−ラトランジスタの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるバイポ−ラトランジスタの製造工程断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例によるバイポ−ラトランジスタの製造工程断面図である。
【図４】第1の従来のバイポ−ラトランジスタの製造工程断面図である。
【図５】第２の従来のバイポ−ラトランジスタの製造工程断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    ｐ型シリコン基板
２    ｎ＋型押込み層
３    コレクタ用ｎ−型エピタキシャル層
４    ｎ＋コレクタ引出し領域
５    ｐ型チャネルストッパ層
６    シリコン酸化膜
７    ベ−ス電極用ｐ＋型多結晶シリコン膜
８    シリコン酸化膜
９    シリコン窒化膜
１０    ベ−ス電極
１１    エミッタ電極
１２    コレクタ電極
１３    エミッタ電極用ｎ＋型多結晶シリコン層
１４    ｐ＋型単結晶ＳｉＧｅ膜
１５    ｐ＋型多結晶ＳｉＧｅ膜
１６    シリコン窒化膜
１７    シリコン酸化膜
１８    シリコン窒化膜
１９    シリコン酸化膜
２０    ｎ＋型エミッタ層
２１    ｎ＋型埋込層
２２    ｐ−型埋込層
２３    選択酸化膜
２４    コレクタ電極多結晶シリコン膜
２５    多結晶シリコン膜
２６    ｐ＋型シリコン真性ベース層
２７    ｐ＋型多結晶シリコン膜
２８    低濃度Ｎ型コレクタシリコン層
２９    第一のコレクタ・ベース分離絶縁膜
３０    第二のコレクタ・ベース分離絶縁膜
３１    ベース引出し電極
３２    エミッタ・ベース分離絶縁膜
３３    エミッタ・ベース分離絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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